Изготовление печатных плат в домашних условиях: как правильно сделать своими руками

Содержание
  1. Возможные способы
  2. Первый способ
  3. Второй способ
  4. Третий способ
  5. Рекомендуемое оборудование
  6. Разработка и перенос чертежа платы на шаблон
  7. Подготовка шаблона
  8. Вырезание
  9. Сверление отверстий
  10. Нанесение топографического рисунка
  11. Технология нанесения рисунка печатной платы с помощью лазерного принтера
  12. Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату
  13. Перенос рисунка на стеклотекстолит
  14. Травление печатной платы
  15. Рецепты траврастворов
  16. Травраствор из пергидроля и лимонной кислоты
  17. Травильный раствор на основе хлорного железа
  18. Травильный раствор на основе пергидроля и соляной кислоты
  19. Травильный раствор на основе медного купороса
  20. Технология травления печатных плат
  21. Как понять, что плата уже вытравилась?
  22. Как ускорить травление
  23. Смыть тонер с дорожек
  24. Сверление отверстий на плате
  25. Лужение печатных плат
  26. Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей
  27. Платы при помощи лазерного принтера.
  28. Еще один способ нанесения чертежа  на п/п при помощи лазерного принтера
  29. Способ нанесения рисунка на п/п с помощью лазерного принтера
  30. Ошибки во время изготовления

Возможные способы

Первый способ

Первый способ подходит для простых плат. Здесь конечной точкой рисования должно быть бумажное изображение в масштабе 1:1, вид со стороны дорожек. Хорошо, если уже есть бумажное изображение 1:1, например в журнале «Радиоконструктор» в основном все платы 1:1. А вот в других изданиях, а особенно в Интернете, не все так гладко.

При наличии бумажного изображения в другом масштабе его следует соответствующим образом увеличить или уменьшить, например, откопировав на копировальном аппарате с масштабированием. Или отсканируйте в компьютер в графический файл и в каком-нибудь графическом редакторе (например в Adobe Photoshop) доведите размеры до 1:1 и распечатайте на принтере. То же самое относится и к чертежам платы, полученным из Интернета.

Итак, со стороны дорожек есть бумажный чертеж 1:1. Берем шаблон из листа стеклотекстолита, немного шлифуем фольгу «нулевкой», накладываем на него бумажный рисунок, фиксируем, чтобы он не съезжал, например, скотчем. И шилом или метчиком протыкаем бумагу в тех местах, где должны быть отверстия, чтобы на фольге остался хорошо заметный, но неглубокий след.

Следующим шагом будет удаление листка с шаблона. В отмеченных областях сверлим отверстия необходимого диаметра. Затем, глядя на чертеж, нарисуйте линии и монтажные площадки несмываемым маркером. Рисовать начинаем с монтажных площадок, а потом соединяем их линиями. Когда нужны толстые линии, проведите маркером несколько раз. Или нарисуйте контур толстой линией, а затем густо закрасьте внутреннюю часть. Травление будет рассмотрено позже.

Второй способ

Радиолюбители назвали второй способ «лазерным утюгом». Метод популярный, но очень капризный. Необходимые инструменты: лазерный принтер с новым картриджем (заправленный картридж вообще не подходит для этого дела), обычный бытовой утюг, очень хитрая бумага.

Итак, подготовка. Чертеж должен быть черным (без полутонов, цветов), в масштабе 1:1, кроме того, он должен быть в зеркальном отображении. Всего этого можно добиться обработкой изображения на ПК в каком-нибудь графическом редакторе. Adobe Photoshop подойдет, хотя даже самая простая программа Paint из стандартного пакета Windows позволяет обеспечить зеркальное изображение.

Результатом проработки чертежа должен быть графический файл с изображением в масштабе 1:1, черно-белый, без полутонов и цветов, который можно распечатать на лазерном принтере.

Еще один важный и тонкий вопрос касается листка. Она должна быть плотной и в то же время тонкой, так называемая мелованная бумага (обычная «для ксерокса» не дает хороших результатов). Где взять? Вот главный вопрос. Продается только толстая, для фото. А нам нужна тонкая. Загляните в свой почтовый ящик! Многие рекламные буклеты сделаны именно из такой бумаги: тонкой, гладкой и блестящей. Не обращайте внимания на наличие цветных изображений, так как они нам никак не помешают. Однако если полиграфия некачественная, то есть изображения пачкают пальцы, то эта продукция рекламы нам не подходит.

Затем мы печатаем наш файл  и смотрим, что происходит. Принтер должен быть с новым картриджем (и барабаном, если барабан отделен от картриджа). В настройках принтера необходимо выбрать режим печати с наибольшей плотностью; на разных принтерах этот режим называется по-разному, например, «Яркий», «Темный», «Контрастный». Выключите режим «черновика».

Все это необходимо, потому что нужен плотный равномерный, с полосками, изображенными достаточно толстым слоем тонера без разрывов, светлых полос, которые могут возникнуть при работе изношенного барабана картриджа. В противном случае рисунок будет неравномерным по толщине тонера, а это приведет к тому, что на готовой плате в этих местах будут разрывы.

Распечатываем, обрезаем ножницами так, чтобы по краям было немного лишнего, прикладываем его тонером к фольге и заворачиваем лишнее под плату так, чтобы эти части были прижаты платой, лежащей на столе, и предотвратилось перемещение. Берем обычный утюг без пара, нагреваем до максимальной температуры. Аккуратно разглаживайте, предотвращая смещение рисунка.

Не переусердствуйте, так как слишком мощное давление размажет тонер и некоторые линии сольются. Плохо обработанные края также будут препятствовать правильному приглаживанию тонера.

В общем, суть процесса в том, что тонер лазерного принтера плавится, а при плавлении прилипает к фольге. Сейчас ждем, пока все остынет. Когда остынет, поместите ее в миску с теплой водой на 10-15 минут. Мелованная размягчается в воде и начинает отставать от платы. Если она не отстает, попробуйте аккуратно скатать ее пальцами под проточной водой.

На нем будет видна разводка, покрытая тонким слоем лохматой бумаги. Не нужно сильно стараться скатать все листы, ведь можно оторвать тюнер с фольги. Важно, чтобы бумажные лохмотья не свисали и между дорожками не было бумаги.

Третий способ

Третий способ — фотоэкспозиция на слой фоторезиста. Фоторезист продается в магазинах радиодеталей. Инструкция обычно прилагается. Следуя этой инструкции, нужно нанести на заготовку фоторезист и по готовности экспонировать на него чертеж платы. Затем обработать специальным раствором — проявителем. Освещенные участки смоются, а на неосвещенных останется пленка.

Его нужно подготовить так же, как и для «лазерного утюга», но распечатать его нужно на прозрачной пленке для принтера. Эта пленка наносится на обработанный  фоторезистом шаблон (тонером к заготовке) и экспонируется в соответствии с инструкциями. Этот способ сложен, требует наличия фоторезиста, раствора проявителя и строгого соблюдения инструкции, но позволяет получить разводку практически заводского качества.

Кроме того, принтер не обязательно должен быть лазерным, подойдет и струйный, главное, чтобы он печатал на прозрачной пленке для струйных принтеров. При экспонировании пленки нужно всегда класть тонером на шаблон, прижимать стеклом для ровного прилегания. Если посадка неровная, или если положить пленку другой стороной, то изображение получится некачественным, так как из-за нарушения фокуса линии будут смазаны.

Рекомендуемое оборудование

— установка, включающая в себя три емкости: травильную ванну с подогревом, ванну с барботажем и проявочный поддон. Как минимум нужны ванна и емкость для ополаскивания плат. Лотки для фотографий можно использовать для проявления и лужения плат;
— набор поддонов для лужения различных размеров;
— гильотина для полипропилена или маленькие гильотинные ножницы;
— сверлильный станок с ножной педалью включения.

Если у вас нет ванны для промывки, вы можете воспользоваться ручным распылителем для промывки плат (например, для поливки цветов).

Разработка и перенос чертежа платы на шаблон

Когда все вышеперечисленные инструменты, аксессуары и расходные материалы будут готовы, можно браться за разработку латы. Если изготавливаемое устройство не уникально, то будет гораздо проще скачать его проект из сети. Подойдет даже обычное изображение в формате JPEG.

Если вы хотите пойти по более сложному пути, нарисуйте плату самостоятельно. Этот вариант часто неизбежен, например, в ситуациях, когда у вас нет точно таких радиодеталей, которые необходимы для сборки оригинальной платы. Соответственно, при замене комплектующих на аналоги нужно выделить для них место на стеклотекстолите, подогнать отверстия и линии. Если проект уникальный, то плату придется разрабатывать с нуля. Для этого необходимо вышеуказанное программное обеспечение.

Когда макет платы готов, остается только перенести его на прозрачный шаблон. Крепление полиэтилена непосредственно к монитору с помощью скотча. Далее просто переводим имеющийся рисунок: дорожки, пятачки контактов и т.д. Для этих целей лучше всего использовать тот же перманентный маркер. Он не стирается, не окрашивается и его легко увидеть.

Подготовка шаблона

Бумага, на которой рисуется разводка ПП, обычно тонкая, и для более точного сверления отверстий, особенно при применении самодельной дрели, чтобы сверло не уводило в сторону, необходимо сделать ее плотнее. Для этого нужно приклеить рисунок ПП на более плотные листы или тонкий плотный картон любым клеем, например ПВА или Момент.

Наклейте шаблон печатной платы на плотную бумагу

Далее плотный лист вырезается по контуру наклеенного рисунка, и шаблон для сверления готов.

Вырезание

Выбирается кусок листа стеклотекстолита подходящего объема, к нему прикладывается шаблон ПП и обводится по периметру маркером, простым мягким карандашом, или прочерчивается линия острым предметом.

Маркировка изделий из стеклопластика

Далее стеклотексолит разрезается по отмеченным линиям ножницами по металлу или выпиливается ножовкой. Ножницы режут быстрее и без пыли. Но следует учитывать, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклеенного медного листа, а при необходимости перепайки элементов полосы могут отслоиться. Поэтому, если плата большая и имеет очень тонкие каналы, ее лучше резать ножовкой.

Отрежьте кусок стеклотекстолита для печатной платы

На вырезанную заготовку клеем «Момент» наклеивается шаблон рисунка ПП — четыре капли наносятся на углы.

Приклеивание шаблона к заготовке из стекловолокна

Поскольку клей высыхает всего за несколько минут, можно сразу приступать к сверлению отверстий под радиодетали.

Сверление отверстий

Лучше всего сверлить отверстия специальной мини-дрелью с твердосплавным сверлом 0,7-0,8 мм. Если мини дрели нет в наличии, можно просверлить отверстия маломощной дрелью с простым сверлом. А вот при работе универсальной ручной дрелью количество сломанных сверл будет зависеть от силы вашей руки. Одного сверла явно недостаточно.

Сверление отверстий в печатной плате с помощью шаблона

Если сверло не удается зажать, то его хвостовик можно обернуть несколькими слоями или слоем наждачки. Можно плотно намотать виток за витком тонкой металлической проволоки на хвостовик.

Проверка качества сверления отверстий в печатной плате

После завершения сверления проверяют, все ли отверстия просверлены. Это хорошо видно, если смотреть на ПП сквозь свет. Как видите, пропущенных отверстий нет.

Нанесение топографического рисунка

Для предохранения мест фольги на стеклотекстолите, которые будут проводящими ток дорожками, от разрушения при травлении, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в воде. Для удобства прорисовки каналов их лучше предварительно разметить простым мягким карандашом или маркером.

Перед разметкой необходимо удалить остатки клея «Момент», которым шаблон приклеивался к п/п. Поскольку клей не сильно затвердел, его можно легко удалить, скатывая пальцем. Также вам предстоит обезжирить поверхность листа тряпкой с любым средством, например, ацетоном или уайт-спиритом (так называется очищенный бензин), а также можно использовать любое средство для мытья посуды, например Ферри.

Печатная маркировка проводников

После разметки линий на п/п можно приступать к нанесению рисунка. Для нанесения линий подойдет любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разбавленная до подходящей консистенции растворителем уайт-спирит. Рисовать линии можно разными инструментами: стеклянной или металлической ручкой для рисования, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье мы покажем вам, как рисовать линии п/п с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для рисования тушью.

Ящик для рисования и балерина

Раньше не было компьютеров и все рисунки выполнялись простыми карандашами на ватмане, а затем переносились тушью на кальку, с которой копировальные аппараты делали копии.

Нанесение рисунка начинается с контактных площадок, которые рисуются балеринкой. Для этого необходимо отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки на необходимую ширину линии и для установки диаметра окружности отрегулировать второй винт, отодвинув рейсфедер от оси вращения.

Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм заполняют краской с помощью кисточки. Для нанесения защитного покрытия на текстолит лучше всего подойдет краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно сохнет и позволяет работать в спокойном темпе. Также можно использовать краску марки НЦ, но с ней сложно работать, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед нанесением краску необходимо развести до жидкой консистенции, постепенно добавляя подходящий растворитель при энергичном перемешивании и стараясь рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобно наливать ее в бутылочку из-под лака для ногтей, на закрутке которой установлена ​​кисть, устойчивая к растворителям.

После настройки рейсфедера балеринки и получения необходимых параметров линии можно приступать к нанесению контактных площадок. Для этого в отверстие вставляется острая часть оси, а основание балеринки проворачивается по кругу.

Применение круглых контактных площадок на печатной плате

При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий в плате получаются круги идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, засохшие остатки краски убираются из зазора рейсфедера тряпкой и он заполняется свежей краской. Чтобы обвести все отверстия в этой п/п, понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.

Когда на плате нарисованы круглые контактные площадки, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек ручным карандашом. Подготовка и настройка ручного карандаша ничем не отличается от подготовки балеринки.

Единственное, что дополнительно понадобится, это плоская линейка с наклеенными на одну из ее сторон по краям резиновыми кусочками, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка не скользила в процессе работы и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно пройти под ней. В качестве линейки лучше всего подходит деревянный треугольник, он устойчив и в то же время может служить опорой для руки при рисовании п/п.

Линейка для рисования прямых токопроводящих дорожек на печатной плате

Чтобы п/п не соскальзывала при прорисовке линий, ее желательно класть на наждачку.

Ручное нанесение токопроводящих дорожек на печатную плату

Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то никаких действий предпринимать не следует. Необходимо дать краске на текстолите высохнуть до состояния, когда она не будет размазываться при прикосновении, и лезвием ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла, плату нужно оставить в теплом месте, например зимой — на батарею отопления. В летний сезон — под лучи солнца.

Исправление дефектов токопроводящих дорожек

Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и все дефекты устранены, можно приступать к ее травлению.

Технология нанесения рисунка печатной платы с помощью лазерного принтера

При печати на лазерном принтере изображение, сформированное тонером, за счет электростатики переносится с фотобарабана, на который лазерный луч нанес изображение, на бумагу. Тонер остается на листке, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера листки пропускают между валиками, один из которых представляет собой термопечь, нагретую до температуры 180-220°С. Тонер плавится и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер затвердевает и прочно прилипает к бумаге. Если бумагу снова нагреть до 180-220°C, тонер снова станет жидким. Это его свойство используется для переноса изображения с токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.

Как только файл с чертежом п/п готов, необходимо распечатать его лазерным принтером на листке. Обратите внимание, что изображение чертежа печатной платы для данной технологии следует рассматривать со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает по другому принципу.

Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату

Если печатать шаблон печатной платы на обычных листках для офисной техники, то из-за ее пористой структуры тонер проникнет глубоко в тело листка, и при переносе тонера большая его часть останется на листке. Кроме того, может быть проявление трудностей  с удалением ее с п/п. Придется долго размачивать ее в воде. Поэтому для приготовления фотошаблона нужна бумага, не имеющая пористой структуры, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, глянцевые журнальные страницы.

В качестве листкой для печати разводки печатной платы можно использовать кальку. Она очень тонкая и распечатать шаблон прямо на ней невозможно, она застревает в принтере. Чтобы решить эту проблему, перед печатью на листе кальки необходимого размера нанесите на уголки капельку любого клея и наклейте на лист формата А4.

Подготовка кальки для печати на ней

Эта техника позволяет напечатать рисунок платы даже на самой тонком листке или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью необходимо отключить экономичный режим, а если эта функция недоступна, выбрать более грубый тип листков, например картон или что-то подобное. Вполне возможно, что с первого раза у вас не получится хороший отпечаток, и вам придется немного поэкспериментировать, выбрав оптимальный режим печати для лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка полосы и контактные площадки п/п должны быть плотными, без зазоров и подтеков, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.

Шаблон печатной платы, напечатанный на кальке

Осталось вырезать кальку по контуру, и шаблон для изготовления печатной платы будет готов, и можно переходить к следующему шагу -переносу изображения на стеклотекстолит.

Перенос рисунка на стеклотекстолит

Передача шаблона печатной платы является наиболее важным шагом. Суть технологии проста: листок стороной расположения рисунка полосок платы накладывается на медную фольгу стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Этот сэндвич затем нагревают до температуры 180-220°С и охлаждают до комнатной температуры. Листок отрывается, а рисунок остается на печатной плате.

Некоторые мастера предлагают перенести рисунок на печатную плату с помощью электрического утюга, но результат при этом нестабильный. Сложно одновременно нагреть тонер до нужной температуры и равномерно прижать листок ко всей поверхности печатной платы, когда тонер застынет. В результате рисунок переносится не полностью и на рисунке полосок платы остаются пропуски. Поэтому лучше использовать другую технологию, менее трудоемкую и дающую 100% результат.

На вырезанную по размеру платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеиваем по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. Поверх кальки положите, для более ровного нажима, пять листов офисной бумаги. Получившийся пакет положите на лист фанеры и сверху покрывая листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажмите с максимальным усилием в струбцинах.

Печатная плата прилагается

Осталось нагреть приготовленный бутерброд до температуры 200°С и остудить. Электрическая духовка с регулятором температуры идеально подходит для разогрева. Достаточно поместить созданную конструкцию в тумбу, дождаться достижения заданной температуры и через полчаса снять плату для остывания.

Нагрев печатной платы в электрической печи

Если электрической духовки нет, можно использовать и газовую духовку, регулируя температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то помочь могут женщины, достаточно будет положения ручки регулятора, при котором выпекаются пироги.

Печатная плата охлаждается в зажимах

Через полчаса конструкция достаточно остынет, чтобы тонер затвердел, плату можно снимать. С первого взгляда на снятую плату видно, что тонер отлично перешел с кальки на плату. Калька плотно и ровно ложится по линиям, кольцам контактных площадок и маркировочным буквам.

Перенос тонера на стекловолокно

Калька легко отрывается практически со всех дорожек печатной платы, следы кальки удаляются влажной тряпкой. Но даже при этом на печатных дорожках в разных местах бывают пропуски. Это может произойти в результате неравномерной печати принтера или остатков грязи или коррозии на листе стеклотекстолита. Промежутки можно заполнить любой водостойкой краской, лаком для ногтей или подправить маркером.

Удаление кальки с печатной платы

Чтобы проверить пригодность маркера для ретуши печатной платы, нужно провести линии на бумаге и смочить ее водой. Если линии не расплываются, то маркер для подкраски в порядке.

Удалить тонер

Печатную плату лучше протравить в домашних условиях в растворе хлорного железа или перекиси водорода (пергидроль) с лимонной кислотой. После травления тонер с напечатанных линий легко удаляется ватным тампоном, смоченным в ацетоне.

Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие линии и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.

Плата с радиодеталями

Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. В конце получился блок питания и коммутации электронной системы, дополняющий обычный унитаз функцией биде.

Травление печатной платы

Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при домашнем изготовлении печатных плат радиолюбители часто используют химический метод. Печатная плата помещается в травраствор и за счет химической реакции незащищенная маской медь растворяется.

Рецепты траврастворов

В зависимости от наличия комплектующих радиолюбители используют одно из решений, представленных в следующей таблице. Растворы для травления перечислены в порядке популярности использования радиолюбителями в домашних условиях.

Наименование раствора Состав Количество Технология приготовления         Достоинства                               Недостатки

Пергидроль + лимонная кислота Пергидроль (H2O2) 100мл Растворить лимонную кислоту и поваренную соль в 3% растворе пергидроли Доступность компонентов, высокая скорость травления, безопасность Не хранится
лимонная кислота (C6H8O7) 30 гр
Соль (ClNa) 5 гр
 

Водный раствор хлорного железа

 

Вода (H2O)

 

300мл

 

Растворите хлорное железо в теплой воде

 

Достаточная скорость травления, многоразовое использование

 

Низкая доступность хлорного железа

Хлорид железа (FeCl3) 100 гр
 

Пергидроль + соляная кислота

 

Пергидроль (H2O2)

 

200мл

 

В 3% раствор пергидроля влить 10% соляную кислоту

 

Высокая скорость травления, многоразовое использование

 

Требует высокой точности

Соляная кислота (HCl) 200мл
 

Водный раствор медного купороса

Вода (H2O) 500мл  

В горячей воде (50-80°С) растворить поваренную соль, а затем медный купорос

Доступность компонентов  

Токсичность медного купороса и медленное травление, до 4 часов

Сульфат меди (CuSO4) 50 гр
Соль (ClNa) 100 гр

Не допускается травление печатных плат в металлической посуде. Для этого используйте стеклянную, керамическую или емкость из пластика. Отработанный раствор можно сливать в канализацию.

Травраствор из пергидроля и лимонной кислоты

Раствор на основе пергидроля с растворенной лимонной кислотой — самый безопасный, доступный и быстродействующий раствор. Из всех перечисленных решений по всем критериям он лучший.

Перекись водорода и лимонная кислота

Пергидроль можно купить в любой аптеке. Она продается в виде 3% жидкого раствора или таблеток, называемых гидроперитом. Для получения 3% жидкого раствора пергидроля из гидроперита нужно растворить 6 таблеток массой 1,5 грамма в 100 мл воды.

Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетики по 30 или 50 гр. Поваренная соль есть в любом доме. 100 мл раствора достаточно для удаления медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см2. Отработанный раствор не хранится и не может быть использован повторно. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее резкого запаха протравливать текстолит придется на открытом воздухе.

Травильный раствор на основе хлорного железа

Вторым по популярности раствором является водный раствор хлорного железа. Раньше он был самым популярным, так как хлорное железо было легко достать на любом промышленном предприятии.

Банка хлорида железа

Травраствор не требователен к температуре, достаточно быстро травит, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа из раствора.

Хлорид железа

Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому быстро поглощает воду из воздуха. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество детали, и указанное хлорное железо подходит для приготовления травраствора.

Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно применить повторно. Для регенерации достаточно всыпать в раствор железные гвозди (они тут же покроются рыхлым слоем меди). Оставляет желтые пятна, которые трудно удалить, при контакте с любой поверхностью. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже из-за того, что он дороже.

Травильный раствор на основе пергидроля и соляной кислоты

Отличный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном перемешивании тонкой струйкой вливают в 3%-ный водный раствор пергидроля. Заливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за присутствия в растворе соляной кислоты необходимо соблюдать большую осторожность при травлении платы, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, к чему прикасается. По этой причине не рекомендуется домашнее травление раствором соляной кислоты.

Травильный раствор на основе медного купороса

Метод изготовления печатных плат с сульфатом меди часто применяют, если невозможно изготовить раствор на основе других компонентов из-за их отсутствия. Медный купорос является ядохимикатом и широко используется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. Кроме того, время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора на уровне 50-80°С и следить за постоянной сменой раствора на протравленной поверхности.

Технология травления печатных плат

Для травления платы в любом из вышеперечисленных растворов подходит стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например из-под молочных продуктов. Если у вас нет под рукой контейнера подходящего размера, вы можете взять любую коробку из плотного листка или картона подходящего размера и застелить ее изнутри полиэтиленовой пленкой. В емкость наливают раствор и на его поверхность аккуратно укладывают печатную плату узором вниз. Благодаря силам поверхностного натяжения жидкости и малому весу плата будет плавать.

Пробка - ручка

Для удобства пробку от пластиковой бутылки можно приклеить к центру платы клеем. Пробка будет одновременно служить ручкой и поплавком. Но есть опасность, что на плате будут образовываться пузырьки воздуха и в этих местах медь не подвергнется травлению.

Травление печатных плат в хлориде железа

Для равномерного травления меди можно положить печатную плату на дно емкости рисунком вверх и периодически встряхивать ванночку вручную. Через некоторое время, в зависимости от раствора, начнут появляться не медные участки, а затем медь полностью растворится по всей поверхности печатной платы.

Вид платы через 20 минут

После окончательного растворения меди в  растворе печатную плату вынимают из ванночки и тщательно промывают под проточной водой. Тонер удаляется с линий ветошью, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется ветошью, смоченной в растворителе, который можно добавить в краску для получения нужной консистенции.

Как понять, что плата уже вытравилась?

В кислой водородной среде реакция протекает по формуле: Cu + H3Cit + H2O2 → HCuCit + 2H2O. Травление печатной платы в пергидроля можно считать завершенным, если в растворе прекратилась какая-либо реакция: он больше не шипит и не пузырится.

Готовую плату очищают и промывают водой. Тонер или краску можно удалить ацетоном. После этого плата тщательно очищается и обезжиривается.

Травление на доске перекисью водорода в домашних условиях

ВАЖНО! Проверьте целостность дорожек после обработки платы. Поврежденная схема работать не будет.

Как видите, травление платы перекисью водорода в домашних условиях не только возможно, но и безопасно. Найти необходимые компоненты для приготовления состава не составит труда, а сам процесс займет не более 15 минут. Сегодня любой радиолюбитель, благодаря простым и точным советам, сможет дома поэкспериментировать, не навредив себе и окружающим.

Как ускорить травление

Для увеличения скорости травления меди необходимо нагреть раствор. Это катализатор химической реакции.

Производство печатных плат

Смешайте раствор ватной палочкой для лучшего травления.

Подогрев раствора пластиной

Нагрейте раствор во второй емкости.

В сам раствор заливать кипяток не нужно. В другую емкость налейте кипяток и поставьте емкость с раствором.

Печатная плата своими руками в домашних условиях

Остаются небольшие пятна меди.

После травления промойте плату холодной водой и дайте ей высохнуть. Травраствор можно утилизировать как обычные отходы в раковине.

Смыть тонер с дорожек

Самое сложное позади. На пятом этапе, когда плата уже вытравлена, нужно смыть растворителем тонер с дорожек. Самый доступный вариант — женская жидкость для снятия лака, стоит копейки и есть практически у каждой женщины. Также можно использовать обычные растворители, такие как ацетон. В крайнем случае можно удалить тонер, хорошо потерев плату наждачкой.

Сверление отверстий на плате

Вам понадобится маленькое сверло диаметром 0,8 — 1 мм. Обычные сверла из быстрорежущей стали быстро изнашиваются, поэтому лучше использовать сверла из карбида вольфрама, хотя они более хрупкие. Можно сверлить платы двигателем от фена с маленьким цанговым патроном, и отверстия получаются чистыми и без заусенцев.

Лужение печатных плат

Перед лужением надо снова пройтись медный слой наждачкой. Но теперь делаем это очень аккуратно, чтобы не повредить дорожки. Самый простой и дешевый способ лужения — традиционный, с использованием паяльника, флюса и олова. Также можно использовать сплавы Розе или Вуда. Также на рынке есть так называемое жидкое олово, которое может значительно упростить задачу.

Но все эти новые технологии требуют дополнительных затрат и некоторого опыта, поэтому на первое время подойдет и классический метод лужения. На чистые линии наносится жидкий флюс. Затем припой собирается на кончике паяльника и распределяется по оставшейся после травления меди. Здесь важно прогреть дорожки, иначе припой может не «прилипнуть».

Если у вас остались сплавы Розе или Вуда, то их можно использовать не по технологии. Они хорошо плавятся паяльником, легко распределяются по линиям, не сбиваются комками, что будет только плюсом для начинающего радиолюбителя.

Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей

Следующим шагом будет подготовка печатной платы к установке радиоэлементов. После удаления краски с платы, дорожки необходимо обработать круговыми движениями мелкой наждакой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и легко поддаются шлифовке. Достаточно нескольких проходов абразивом с небольшим давлением.

Покрытие канифолью, лужение дорожек печатной платы припоем

Кроме того, токоведущие дорожки и контактные площадки платы покрываются спирто-канифольным флюсом и залуживаются мягким припоем электропаяльником; чтобы отверстия в плате не были затянуты припоем, нужно взять его совсем немного на жало паяльника.

Монтаж и пайка радиодеталей паяльником

После того, как изготовление платы завершено, остается только вставить радиодетали в намеченные места и припаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей необходимо смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то перед пайкой их необходимо обрезать бокорезами до выступа на длину от 1 до 1,5 мм над поверхностью платы. После завершения монтажа деталей необходимо удалить остатки канифоли любым растворителем: спиртом, уайт-спиритом или ацетоном. Все они успешно растворяют канифоль.

Распаянные детали на печатной плате

Платы при помощи лазерного принтера.

Все большей популярностью среди радиолюбителей пользуется метод изготовления индивидуальных плат с переносом чертежа с отпечатка на лазерный принтер. Печатать лучше всего на тонкой мелованной бумаге — у нее меньше ворса; хорошие результаты получаются на журнальных листах «Стерео&Видео», а также подложках «самоклеек» и термобумаге для факсов (сторону выбирайте экспериментально). Для лазерных принтеров включите режим максимальной подачи тонера (выключите «экономичный» режим, если он был включен, установите максимальную контрастность и т. д.), а также используйте тракт с наименьшим изгибом листка (такая опция доступна в ранних моделях HP LJ 2, LJ4 и др.). Рисунок платы должен быть «зеркальным», эта опция доступна в меню печати многих графических программ, таких как Corel Draw, Corel Photo Paint, а при печати из программ, не умеющих «зеркалить», следует использовать вывод на принтеры Postscript, у которых есть возможность зеркалить. Вместо вывода на лазерный принтер можно использовать ксерокопирование, но так же в максимально контрастном режиме и на термобумаге для факса. При изготовлении двухслойных плат для уменьшения термической усадки бумаги рекомендуется «прогонять» чистую бумагу через принтер перед печатью изображения (вхолостую). Также обе стороны должны быть на одном листе, чтобы избежать сильных перекосов из-за разной термоусадки бумаги. Обезжиренная плата укладывается медью вверх на ровную поверхность, сверху полученный отпечаток, тонером вниз. Этот «бутерброд» со стороны бумаги прижимается утюгом (20 — 30 секунд), нагревается до температуры глажения крепдешина (спросите у дам). Утюг не должен сразу расплавить изображение, сделанное лазерным принтером. То есть тонер при такой температуре должен из твердого состояния стать вязким, а не жидким. Когда плата остынет, ее нужно погрузить в теплую воду и подержать там несколько минут. По мере раскисания бумаги (это будет видно) все легко отрывается, остальное просто скатывается пальцем. Вместо воды бумагу можно удалить серной кислотой. Если полосы смазаны, значит, вы неаккуратно сняли утюг или поставили холодный груз. Если линии где-то отсутствуют, утюг слишком холодный. Если дорожки стали широкими, утюг слишком горячий или плата слишком долго нагревалась. Если плата двусторонняя, то сначала делается совмещение бумажные распечатки обеих сторон на просвет, прокалываются иглой два технологических отверстия в любом свободном противоположном месте, первая сторона платы «утюжится» как обычно, затем просверливается вдоль технологических отверстий тонким сверлом, а с другой стороны по ним же на просвет совмещаются с бумажной распечаткой  другой стороны. Можно травить хлорным железом (чтобы немного ускорить нагрев), и солянкой с гидроиритом. Все это применялось еще на гетинаксе, расслоений полос нет, нормально сделаны линии шириной до 0.8мм, а, при некотором опыте, до 0,5 мм. После травления тонер удаляется ацетоном, жидкостью для снятия лака или спреем Flux Off.

Еще один способ нанесения чертежа  на п/п при помощи лазерного принтера

Изготовление п/п с помощью лазерного принтера и утюга довольно утомительный процесс, но при некоторой практике дает довольно неплохой результат.

1. Аккуратно приклейте лист для факса (блестящей стороной вверх) к листу обычному (чтобы компенсировать недостаточную жесткость факсовой). Зачем? Необходимо предварительно прогнать листки через лазерный принтер/печь для усадки. Для спокойного протаскивания через тракт достаточно просто прогладить термобумагу утюгом с чувствительной стороны.
2. Бумага — возьмите основу из самоклеящейся или термобумаги для факса, причем подготовленной: сначала прогладьте листы горячим утюгом, пока они не станут плоскими (они станут темно-коричневыми, затем голубовато-серыми), согните их для будущего использования, прежде чем печатать плату, пропустите лист через принтер, например, для печати пустой страницы. Минимальный размер листа составляет ~6*12 см для HP 5/6L.
3. Печатать — при максимальной жирности зеркально. Печать и перенос на заготовку может занять до недели.
4. Возьмите заготовку с запасом по 3-5 мм с каждой стороны листа. Слегка отшлифуйте «нулевкой» и зачистите. Не должно быть вредных налетов типа белого осадка от денатурата.
5. Утюг с нормальной, гладкой поверхностью, предварительно подогрейте. Температуру для восковки надо подбирать тщательнее, иначе пропитка начнет переноситься. Для термобумаги — может быть выше.
6. Пыли и всего подобного быть не должно.
7. Делаем бутерброд — на ровную толстую фанеру кладем кусок плотного картона, заготовку платы, сдуваем пыль, рисунок, для термобумаги (она тонкая) — тоже лист в меру толстый, горячий утюг.
8. Начинаем водить утюгом, нажимая с усилием ~5..10 кг/дм примерно 2 минуты.
9. Слегка наклонив утюг, несколько минут прокручивают отдельные полосы. Здесь очень важно не раздавить линии и при этом их спаять. Время от времени нужно опускать утюг на всю плоскость, чтобы остальная часть не остыла. На термобумаге четко видна разница приваренных и дефектных деталей.
10. Погладьте еще минутку, чтобы очистить совесть, и убирайте утюг. Бутерброд остывает, и бумажные участки между линиями разбухают. Не дожидаемся остывания, плату сразу ставим под струю кипятка.
11. Теперь плату помещаем под струю воды и кусочком мокрого поролона начинаем стирать. Ее нельзя отрывать крупными кусками или с сухой фольги. Нужно чаще удалять бумажные комочки с поролона. Берем листок за уголок и срываем. Затем удаляем остатки пальцем/тряпочкой/поролоном.
12. Новым кусочком губки стираете ворс (насколько это возможно), смотрите на мокрый чертеж под лупой; если дефектов много или они расположены в неудобных местах, см. пункт 1 с вариацией параметров.
13. Заклеиваем обратную сторону полосками широкого скотча, травим. Можно даже в кипящем FeCl3.

Способ нанесения рисунка на п/п с помощью лазерного принтера

Берем чистый и простой советский ластик. Аккуратно зачищаем всю плату ластиком. Удалите все окисления. На всякий случай можно почистить бензином. Затем берем термобумагу из факса и проглаживаем утюгом. Она становится фиолетово-серой. Вставляем ее в принтер и зеркально отражаем чертеж платы. Накладываем листок на п/п и начинаем ползать утюгом 3-4 минуты. Затем бросаем заготовку в теплую воду и ждем 5 минут, пока листок размякнет. Затем губкой или пальцами снимаем ее с доски. Не хватайтесь за бумаги и не отрывайте ее — вместе с ней могут остаться отпечатки пальцев! Просто скатайте ее с доски. Затем сверлим, вырезаем и травим. И плата готова.

Ошибки во время изготовления

Распространенными ошибками являются перегрев платы и плохой раствор для травления. Всегда смешивайте все компоненты раствора, иначе он не начнет травить плату. Не используйте паяльную кислоту при лужении платы. Со временем она повредит плату.

Некоторые радиолюбители также имеют практику лужения плат сплавом Розе. Не стоит этого делать, так как этот сплав предназначен для выпаивания деталей, а не для постоянной пайки. Кроме того, он хрупкий и со временем быстро окислится.

Оцените статью
Блог о рациях